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一、設備主要性能、特點(diǎn)
本設備滿(mǎn)足《模擬電路》、《數字電路》、《電子技術(shù)基礎》、《電路分析》等課程實(shí)驗大綱的教學(xué)要求，結合當前電子技術(shù)實(shí)驗發(fā)展趨勢，針對鋁合金實(shí)驗箱維修難、容易壞、工藝一般等問(wèn)題，研發(fā)的新型芯片設計技術(shù)實(shí)驗箱，可以拓展完成虛擬電子技術(shù)仿真、虛擬儀器使用等現在電子技術(shù)發(fā)展的要求，全模塊化設計、同時(shí)全新設計了穩壓電源，全部數字化設計，大幅度提高了可靠性及使用效率
1. 實(shí)驗平臺由全模具設計，平臺尺寸：350mm×260mm×60mm，采用優(yōu)質(zhì)PVC及白色工程塑料一次成型。采用工業(yè)標準電源線(xiàn)220V直接供電，默認上電自啟動(dòng)，同時(shí)額外預留24V供電接口以作備用；留有虛擬示波器、虛擬信號源接口，電源接口，I/O接口等常用接口，平臺可擴展以太網(wǎng)、485、USB等多種通訊接口，2種電源供電接口及通訊接口位置均布置在實(shí)驗箱側面。
2. 配置±5V/1A、±12V/0.5A、24V/3A全數字化設計（可數字化設置啟停），可擴展2路隔離電源0～30V/0.2A連續可調穩壓恒流電源，恒流源電流保護值輸出功率可200mA～0.9A任意設置，具有1鍵進(jìn)入恒壓恒流模式，調節精度0.01V/1mA，具有3檔速度調節，編碼器設置功能，默認輸出6V(10mA）和12V（10mA），具有電壓斷電保持功能，能量吸收功能，可通信設置電壓電流，恒壓和恒流模式，具有通信接口及全網(wǎng)絡(luò )數據監測功能，可擴展LABVIEW及手機APP軟件等云端工具。
3. 提供2路8位邏輯電平輸出及對應邏輯電平指示。
4. 整機可放置4個(gè)實(shí)驗模塊，模塊采用2mm厚印制線(xiàn)路板制成（尺寸：130mm×80mm×20mm），正面印有元器件圖形符號并焊好相關(guān)的元器件，反面為印刷線(xiàn)路，正反采用3mm亞克力面板保護，激光開(kāi)孔留出測試點(diǎn)及2號座，采用鍍鋅柱子完成電路電源供應。模塊底部采用磁吸設計，模塊化設計，方便用戶(hù)更換安裝不同模塊。
5. 實(shí)驗模塊：提供一階二階動(dòng)態(tài)電路實(shí)驗、電壓源與電流源的等效變換實(shí)驗、基爾霍夫定理/疊加原理實(shí)驗、RC選頻網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗、RLC串聯(lián)與并聯(lián)諧振實(shí)驗、戴維南及諾頓定理實(shí)驗。
6. 提供RLC元件阻抗特性的測定實(shí)驗，提供元器件搭建區域，學(xué)生可自行進(jìn)行相關(guān)電路搭建，提供多種電容、電阻和電感。
7. 提供開(kāi)放式接口，設有各種類(lèi)型的電容、電感、電阻、二極管、三極管等基本元器件供學(xué)生進(jìn)行電路搭建。
8. 電路原理技術(shù)仿真軟件1套
完成電子技術(shù)線(xiàn)上實(shí)驗，包含數字電路、模擬電路、電路原理部分：
8.1 虛擬仿真軟件與實(shí)驗室場(chǎng)景1:1仿真，本項目中實(shí)驗設備數字電路實(shí)驗、模擬電路實(shí)驗、電路原理實(shí)驗與市面上硬件教學(xué)設備1:1仿真，實(shí)驗流程1:1仿真，采用3D仿真模式進(jìn)行實(shí)驗。
8.2 軟件前端界面由HTML語(yǔ)言開(kāi)發(fā)實(shí)現，用于界面交互以及實(shí)驗效果展示。后端程序由ThinkPHP框架開(kāi)發(fā)完成，存儲用戶(hù)的基本數據信息，對用戶(hù)提交的實(shí)驗數據進(jìn)行分析統計。實(shí)驗內容由unity3D引擎開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為C#，開(kāi)發(fā)完成后輸出WEBGL格式；分為后臺管理（教師端）及實(shí)驗選擇、操作（學(xué)生端）。
8.3 虛擬仿真軟件通過(guò)對教學(xué)實(shí)驗設備實(shí)物進(jìn)行等比例建模和渲染搭建成虛擬的實(shí)驗室場(chǎng)景，虛擬的實(shí)驗設備可以讓用戶(hù)脫離實(shí)物進(jìn)行實(shí)驗方法和操作技能的學(xué)習，避免線(xiàn)路故障、硬件損壞等突發(fā)情況的發(fā)生。
8.4 軟件為在線(xiàn)虛擬仿真軟件，通過(guò)瀏覽器直接打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)，不接受單機版軟件，解決用戶(hù)因沒(méi)有相關(guān)實(shí)驗器材而不能練習操作的問(wèn)題。用戶(hù)可以方便快捷的學(xué)習有關(guān)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗內容。軟件中的每個(gè)實(shí)驗包括實(shí)驗目的、實(shí)驗原理、元器件、電路搭建、實(shí)驗報告、實(shí)驗成績(jì)六個(gè)模塊。
8.5 軟件中涉及到實(shí)驗數據添加隨機小數，并根據相關(guān)數學(xué)公式計算所得，保證實(shí)驗數據的靈活性，同時(shí)，學(xué)生也可以經(jīng)過(guò)軟件的模擬學(xué)習后，后期在硬件實(shí)驗臺上進(jìn)行數據的實(shí)測驗證。
8.6 學(xué)生仿真接線(xiàn)時(shí)可以通過(guò)工具欄按鈕修改導線(xiàn)的顏色，對已經(jīng)接好的線(xiàn)段進(jìn)行修改刪除操作。
8.7 線(xiàn)上模擬電路實(shí)驗箱：采用3D建模，使用感與硬件設備一致，包含以下部分：
（1）電源部分：具備仿真電源開(kāi)關(guān)功能，提供包含固定±5V、±12V直流電源輸出接口，±1.5V～12V直流可調電源輸出接口；提供交流低壓電源包含14V、16V、18V、7.5V輸出接口。
（2）仿真儀表部分：提供0～500V的數字直流電壓表，分四檔，包含500mV檔、5V檔、50V、500V檔；2A數字直流電流表，分四檔，包含2mA檔、20mA檔、200mA、2000mA檔。
（3）仿真實(shí)驗模塊：提供分立元件設計區：包含二極管、穩壓管、發(fā)光二極管、可控硅、單結晶體管、三端穩壓管、電位器、三極管、喇叭、電位器、IC插座、開(kāi)關(guān)、電阻、電容和電感：設計有橋堆2W10 1個(gè)、二極管1N4007 4個(gè) / IN4148 2個(gè)、穩壓管2DW231 / 2CW53 / DC6.2V各1個(gè)、發(fā)光二極管1個(gè)、可控硅2P4M/BCR各1個(gè)、單結晶體管BT33 1個(gè)、三端穩壓管7812 / 7912各1個(gè)，1W 電位器1K 1個(gè)、三極管33DG6B / 3DG12 / 3CG12 / 2SJ11 / 3DJ6F / 9014 / 9012各1個(gè)、8歐姆喇叭1個(gè)、0.5W電位器10K / 100K / 680K各1個(gè)、IC40 / IC16 / IC14插座各1個(gè)、IC8 2個(gè)、1×2開(kāi)關(guān)1個(gè)，各種固定值的電阻、電容和電感。
（4）自主擴展：提供二極管1N4007 4個(gè) / IN4148 2個(gè)、穩壓管2DW231 / 2CW53 / DC6.2V各1個(gè)、發(fā)光二極管1個(gè)、可控硅2P4M / BCR各1個(gè)、單結晶體管BT33 1個(gè)、三端穩壓管7812/7912各1個(gè)，三極管33DG6B / 3DG12 / 3CG12 / 2SJ11 / 3DJ6F / 9014 / 9012各1個(gè)、8歐姆喇叭1個(gè)、1W電位器1K/10K/100K/1M各1個(gè)、IC40/IC16/IC14插座各1個(gè)、IC8 2個(gè)、1×2開(kāi)關(guān)1個(gè)，各種固定值的電阻、電容和電感60多個(gè)仿真模型，另設計有阻容件自由接插區。
（5）仿真直流信號源：提供雙路 -0.5V～+0.5V連續可調。
（6）模擬電路仿真實(shí)驗內容：?jiǎn)喂芙涣鞣糯箅娐穼?shí)驗，射級跟隨電路實(shí)驗，兩級交流放大電路實(shí)驗，負反饋放大電路實(shí)驗，比例放大運算電路實(shí)驗，加減法運算電路實(shí)驗，積分與微分電路實(shí)驗，低通、高通、帶通、帶阻有源濾波器實(shí)驗，RC正弦波振蕩電路實(shí)驗，LC振蕩電路實(shí)驗，集成電路RC正弦波振蕩電路實(shí)驗，整流濾波與并聯(lián)穩壓電路實(shí)驗，OTL功率放大器實(shí)驗，集成穩壓電路實(shí)驗。
8.8 線(xiàn)上電路原理實(shí)驗箱：采用3D建模，使用感與硬件設備一致，包含以下部分：
（1）電源部分：具備仿真電源開(kāi)關(guān)功能，提供固定±5V、±12V直流電源輸出接口，0～30V/0～200mA雙路可調直流電源輸出接口。
（2）仿真儀表部分：提供4位數碼電壓電流雙顯示（輸入0.00～30.00V，0～199.9mA低電流顯示19.00mA）。
（3）可調電阻：提供實(shí)驗所需的各種元件，如電阻、電容、電感及開(kāi)關(guān)等，阻值為0～99999.9Ω/2W，6位數碼指示當前電阻值，12個(gè)按鍵對應相應電阻值設置。
（3）仿真實(shí)驗模塊：繪制標準線(xiàn)路板，基爾霍夫定理/疊加原理實(shí)驗、電壓源與電流源的等效變換實(shí)驗、受控源VCVS和VCCS實(shí)驗、RLC串并聯(lián)、戴維南及諾頓定理實(shí)驗、二端口網(wǎng)絡(luò )及諾頓定理、一階二階動(dòng)態(tài)電路實(shí)驗、RC選頻網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗；
（4）自主擴展：提供開(kāi)放式接口，仿真模型包含撥碼開(kāi)關(guān)1個(gè)，8P芯片座1個(gè)，14P芯片座1個(gè)，復位按鈕1個(gè)，30Ω/51Ω/120Ω/510Ω/100Ω/1KΩ/2KΩ/3K/10kΩ/20kΩ電阻各1只，2200PF/0.01UF/0.1UF/0.22UF/1UF/15UF電容各1只，1N4007二極管2只，1N4148二極管2只，2AP9和2CW51各1只，6個(gè)測量點(diǎn)等基本元器件供學(xué)生進(jìn)行電路搭建。
（5）電路原理仿真實(shí)驗：包含基爾霍夫定律的驗證，疊加原理的驗證，電壓源與電流源的等效變換，戴維南定理和諾頓定理的驗證，最大功率傳輸條件的測定，受控源的實(shí)驗研究，典型電信號的觀(guān)察與測量，RC一階電路的相應測試，二階動(dòng)態(tài)電路響應的研究，RC電路的動(dòng)態(tài)過(guò)程，RC選頻網(wǎng)絡(luò )特性測試，RLC串聯(lián)諧振蕩電路的研究，RLC串聯(lián)與并聯(lián)諧振。
8.9 線(xiàn)上數字電路實(shí)驗箱：采用3D建模，使用感與硬件設備一致，包含以下部分：
（1）電源部分：具備仿真電源開(kāi)關(guān)功能，提供包含固定5V、±12V直流電源輸出接口。
（2）仿真實(shí)驗模塊：包含12位邏輯電平輸出、12位邏輯電平指示、6位BCD譯碼驅動(dòng)數碼管2組、2位七段LED數碼管3組；提供14-40PIN的DIP封裝高品質(zhì)零拔力的鎖緊插座各1個(gè)，總數16個(gè)；提供電位器2組、電子音響元件1組、邏輯筆單元1組。
（3）仿真信號源：
1）單脈沖電路：提供2組單脈沖電路，每組采用消抖動(dòng)的R-S電路，產(chǎn)生正、負脈沖各一個(gè)。
2）脈沖源：1HZ、10HZ、100HZ、1KHZ、10KHZ、100KHZ、1MHZ固定連續脈沖。
3）可調連續脈沖：1KHz～100KHz。
（4）數字電路仿真實(shí)驗：包含TTL集成邏輯門(mén)的邏輯功能測試，組合邏輯電路的設計與測試，譯碼器及其應用，數據選擇器及其應用，觸發(fā)器及其應用，集成邏輯電路的連接和驅動(dòng)，其他數電類(lèi)實(shí)驗。
9. 實(shí)驗項目名稱(chēng)如下：
（1）疊加原理驗證實(shí)驗。
（2）戴維南定理驗證實(shí)驗。
（3）RC一階電路響應測試實(shí)驗。
（4）二階動(dòng)態(tài)電路響應研究實(shí)驗。
（5）R、L、C串聯(lián)諧振電路研究實(shí)驗。
（6）典型電信號觀(guān)察與測量實(shí)驗。
（7）RC選頻網(wǎng)絡(luò )特性測試實(shí)驗。
